UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE

Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas

Carrera de Ingeniería en Mantenimiento Eléctrico

ELABORACIÓN DE UNA GUÍA DE PRÁCTICAS DE LAS LIBRERÍAS

DE MATLAB PARA APLICACIONES EN INGENIERÍA ELÉCTRICA

Trabajo de grado presentado ante la Universidad Técnica del Norte previo a la

obtención del título de grado de Ingeniero en Mantenimiento Eléctrico

Autor:

Montalvo Tapia Byron Fernando

Director:

Ing. Francisco Naranjo Cobo M.Sc.

Ibarra – Ecuador

Abril 2019

UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE BIBLIOTECA UNIVERSITARIA

AUTORIZACIÓN DE USO Y PUBLICACIÓN A FAVOR DE LA UNIVERSIDAD TÉCNICA

DEL NORTE

1. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA

En cumplimiento del Art. 144 de la Ley de Educación Superior, hago la entrega del presente trabajo a la Universidad Técnica del Norte para que sea publicado en el Repositorio Digital Institucional, para lo cual pongo a disposición la siguiente información:

DATOS DE CONTACTO

CÉDULA DE IDENTIDAD: 100356686-4

APELLIDOS Y NOMBRES: Montalvo Tapia Byron Fernando

DIRECCIÓN: Calle Fernando Villamar 4-70 y Manuel España

EMAIL: byronm0710@yahoo.es

TELÉFONO FIJO: 606-947 TELÉFONO MÓVIL: 0991917331

DATOS DE LA OBRA

TÍTULO: ELABORACIÓN DE UNA GUÍA DE PRÁCTICAS DE LAS LIBRERÍAS DE MATLAB PARA APLICACIONES EN INGENIERÍA ELÉCTRICA

AUTOR (ES): Byron Montalvo

FECHA: DD/MM/AAAA 17/05/2019

PROGRAMA: Pregrado

TITULO POR EL QUE OPTA: INGENIERO EN MANTENIMIENTO ELÉCTRICO

ASESOR /DIRECTOR: Ing. Francisco Naranjo Cobo, MSc.

2. CONSTANCIAS El autor (es) manifiesta (n) que la obra objeto de la presente autorización es original y se la desarrolló, sin violar derechos de autor de terceros, por lo tanto, la obra es original y que es (son) el (los) titular (es) de los derechos patrimoniales, por lo que asume (n) la responsabilidad sobre el contenido de la misma y saldrá (n) en defensa de la Universidad en caso de reclamación por parte de terceros. Ibarra, a los 17 días del mes de Mayo de 2019. EL AUTOR: (Firma)……………………………… Nombre: Byron Montalvo

i

UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS APLICADAS

DECLARACIÓN

Yo, Montalvo Tapia Byron Fernando, con cédula de identidad N°. 100356686-4, declaro

bajo juramento que el trabajo aquí escrito es de mí autoría; y que este no ha sido

previamente presentado en ningún grado o calificación profesional.

A través de la presente declaración cedo los derechos de propiedad intelectual

correspondientes a este trabajo, a la Universidad Técnica del Norte, según lo establecido

por las Leyes de la Propiedad Intelectual, Reglamentos y Normativa vigente de la

Universidad Técnica del Norte.

Ibarra, 23 de Abril de 2019.

………………………………………….

Montalvo Tapia Byron Fernando

C.I.: 100356686-4

ii

UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS APLICADAS

CERTIFICACIÓN

Que la Tesis previa a la obtención del título de Ingeniero en Mantenimiento Eléctrico con

el tema: ELABORACIÓN DE UNA GUÍA DE PRÁCTICAS DE LAS LIBRERÍAS DE

MATLAB PARA APLICACIONES EN INGENIERÍA ELÉCTRICA, ha sido

desarrollado y terminado en su totalidad por el Sr. Montalvo Tapia Byron Fernando, con

cédula de identidad: 100356686-4, bajo mi supervisión para lo cual firmo en constancia.

….………………………………………

Ing. Francisco Naranjo Cobo, MSc.

DIRECTOR (A)

iii

Dedicatoria

Deseo dedicar a Dios, por ser mi motivación de fe para la conclusión de este reto

universitario, enseñándome a superar adversidades sin dar por perdidos mis

objetivos y seguir siempre para adelante.

La especial dedicatoria es para mis padres Telmo Montalvo y Teresa Tapia, por

brindarme siempre su apoyo desde que nací, han trabajado duro, sus enseñanzas

las aplico cada día, la manera de instruirme para afrontar paso a paso la vida.

Para mi esposa Katherine Méndez y mi hijo Alexander Montalvo por su amor y

apoyo incondicional, han hecho que concluya con esta meta propuesta, gracias a

ellos por su comprensión en los momentos malos y buenos siempre juntos.

Para mi hermano y hermanas, por sus consejos de superación en cada momento,

por enseñarme la perseverancia para conseguir objetivos importantes.

Montalvo Tapia Byron Fernando

iv

Agradecimiento

Mi agradecimiento especial es para mi querida Universidad Técnica del Norte, por

brindarme las mejores oportunidades para llegar a concluir con éxito mis estudios

universitarios.

A mi director de tesis:

Msc. Francisco Naranjo, por el privilegio de contar con su apoyo, dedicación y

sabiduría, gracias a su ayuda he logrado culminar el desarrollo de mi tesis con

éxito y llegar a obtener el título profesional.

Montalvo Tapia Byron Fernando

v

ÍNDICE

DECLARACIÓN ....................................................................................................... i

CERTIFICACIÓN .................................................................................................... ii

Dedicatoria ............................................................................................................ iii

Agradecimiento .................................................................................................... iv

Resumen ................................................................................................................ 1

Abstract .................................................................................................................. 2

Introducción .......................................................................................................... 3

Problema de Investigación ................................................................................... 5

Planteamiento del problema. ............................................................................... 5

Formulación del problema. ................................................................................... 5

Delimitación del problema .................................................................................... 5

Temporal. .......................................................................................................... 5

Espacial. ........................................................................................................... 5

Objetivos .............................................................................................................. 6

General ............................................................................................................. 6

Específicos ....................................................................................................... 6

Justificación. ........................................................................................................ 6

Capítulo I ................................................................................................................ 7

1. Marco Teórico .................................................................................................... 7

1.1 Historia ........................................................................................................... 7

1.2 Matlab ............................................................................................................ 8

1.3 Simulink ......................................................................................................... 8

1.3.1 Librerías Simulink .................................................................................... 9

1.3.1.1 SimPowerSystems .......................................................................... 12

1.4 Función de transferencia .............................................................................. 13

1.5 Ecuaciones diferenciales ............................................................................. 14

1.6 Sistema contínuo de segundo orden ............................................................ 14

1.7 Corriente directa (CD) .................................................................................. 15

1.8 Corriente alterna (CA) .................................................................................. 16

1.9 Circuito DC ................................................................................................... 17

vi

1.10 Circuito AC ................................................................................................. 17

1.11 Carga R, L, C ............................................................................................. 18

1.12 Diodo de potencia ...................................................................................... 18

1.13 Diodo polarización directa (DPD) ............................................................... 19

1.14 Diodo polarización inversa (DPI) ................................................................ 19

1.15 Tiristor ........................................................................................................ 20

1.15.1 Tiristor polarización directa .................................................................. 21

1.15.2 Tiristor polarización inversa ................................................................. 21

1.16 Transistor IGBT .......................................................................................... 21

1.17 Rectificadores AC / DC .............................................................................. 22

1.18 Rectificador no controlado ......................................................................... 23

1.18.1 Monofásico (rectificador no controlado) ............................................... 23

1.18.2 Trifásico (rectificador no controlado) .................................................... 24

1.19 Rectificador controlado .............................................................................. 24

1.19.1 Monofásico (rectificador controlado) .................................................... 24

1.19.2 Trifásico (rectificador controlado) ......................................................... 25

1.20 Inversor DC / AC ........................................................................................ 25

1.20.1 Monofásico Inversor ondulatorio .......................................................... 25

1.20.2 Trifásico Inversor ondulatorio ............................................................... 26

1.21 Convertidor troceador DC / DC .................................................................. 27

1.21.1 Conversor reductor .............................................................................. 28

1.21.2 Conversor elevador .............................................................................. 28

1.22 Regulador AC / AC ..................................................................................... 29

1.22.1 Controlador de voltaje por ángulo de fase ........................................... 30

1.22.2 Controlador de voltaje por encendido y apagado ................................ 30

1.23 Ventajas y desventajas de Simulink ........................................................... 31

Capítulo II ............................................................................................................. 32

2. Desarrollo ........................................................................................................ 32

2.1 Tema ........................................................................................................ 32

2.2 Justificación ................................................................................................. 32

2.3 Fundamentación .......................................................................................... 33

vii

2.4 Objetivos ...................................................................................................... 33

2.4.1 Objetivo general ..................................................................................... 33

2.4.2 Objetivo específico................................................................................. 33

2.5 Tipo de Investigación ................................................................................... 34

2.5.1 Investigación bibliográfica y documental ................................................ 34

2.5.2 Investigación práctica y científica........................................................... 34

2.6 Métodos ....................................................................................................... 34

2.6.1 Observación científica. ........................................................................... 35

2.6.2 La recolección de información. .............................................................. 35

2.7 Técnicas. ...................................................................................................... 35

2.10. Análisis paso a paso de un ejercicio en Simulink. ..................................... 40

2.10.1 Ventana principal de Matlab ................................................................ 40

2.10.2 Barra de menús ................................................................................... 40

2.10.3 Barra de herramientas ......................................................................... 41

2.10.4 Opciones .............................................................................................. 44

2.10.5 Ventana de comandos ......................................................................... 44

2.10.6 Workspace ........................................................................................... 44

2.10.7 Editor de comandos ............................................................................. 44

2.10.8 Navegador directorio actual ................................................................. 45

2.10.9 Simulink ............................................................................................... 45

2.10.10 Ventana de Simulink (Library Simulink Browser) ............................... 45

2.10.11 Elementos de un modelo de Simulink ................................................ 47

2.10.12 Pasos para crear un modelo en Simulink .......................................... 47

2.11 Práctica de utilización de bloques. ............................................................. 48

2.11.1 Suma entre dos números ..................................................................... 48

2.11.2 Ejercicio 1. Suma entre dos números enteros ..................................... 48

2.11.3 Pasos para iniciar a desarrollar un ejercicio ........................................ 49

2.12 Libros de investigación de Matlab .............................................................. 58

2.13 Diseñar una guia basado en libros y en un sílabo ...................................... 62

2.13.1 Diseño de Guia de Prácticas. .............................................................. 62

2.14 Elaboración del Guia de Prácticas. ............................................................ 64

viii

2.14.1 Las partes para elaborar el manual ..................................................... 64

2.15 Reglamentos eléctricos en el Ecuador ....................................................... 66

2.16 Manual Matlab. ..................................................................................... 66

2.17 Creación del blog ....................................................................................... 67

Capítulo III ............................................................................................................ 70

3. Resultados ....................................................................................................... 70

3.1 Desarrollo de Resultados ............................................................................. 70

Conclusiones ..................................................................................................... 71

Recomendaciones ............................................................................................. 72

Referencias .......................................................................................................... 73

Anexos ................................................................................................................. 74

ix

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Fig 1. Funcionamiento de la simulación .................................................................. 9

Fig 2. Características de las librerías .................................................................... 12

Fig 3. Símbolo del bloque de función de transferencia .......................................... 13

Fig 4. Símbolo del bloque de ecuaciones diferenciales ......................................... 14

Fig 5. Símbolo del bloque de sistemas para segundo orden ................................. 15

Fig 6. Representación de la CD ............................................................................ 16

Fig 7. Representación de la CA ............................................................................. 16

Fig 8. Representación circuito DC ......................................................................... 17

Fig 9. Representación circuito AC ......................................................................... 17

Fig 10. Representación circuito R.L.C ................................................................... 18

Fig 11. Símbolo diodo ........................................................................................... 19

Fig 12. Símbolo DPD ............................................................................................. 19

Fig 13. Símbolo DPI .............................................................................................. 20

Fig 14. Símbolo tiristor .......................................................................................... 20

Fig 15. Símbolo IGBT ............................................................................................ 22

Fig 16. Símbolo AC / DC ....................................................................................... 23

Fig 17. Monofásico tipo puente (rectificador)......................................................... 23

Fig 18. Trifásico (rectificador) ................................................................................ 24

Fig 19. Símbolo DC / AC ....................................................................................... 25

Fig 20. Inversor puente monofásico ...................................................................... 26

Fig 21. Inversor trifásico ........................................................................................ 27

Fig 22. Símbolo DC-DC ......................................................................................... 28

Fig. 23. Conversor reductor DC - DC .................................................................... 28

Fig. 24. Conversor elevador .................................................................................. 29

Fig 25. Símbolo regulador AC - AC ....................................................................... 29

Fig. 26. Circuito controlador por ángulo de fase .................................................... 30

Fig. 27. Ciclos en un determinado tiempo ............................................................. 31

Fig. 28. Ventana principal de Matlab ..................................................................... 40

Fig. 29. Barra de herramientas FILE ..................................................................... 41

Fig. 30. Barra de herramientas VARIABLE ........................................................... 42

x

Fig. 31. Barra de herramientas CODE .................................................................. 42

Fig. 32. Botón de Simulink..................................................................................... 43

Fig. 33. Barra de herramientas Environment ......................................................... 43

Fig. 34. Barra de herramientas Resources ............................................................ 43

Fig. 35. Opciones de Matlab.................................................................................. 44

Fig. 36. Simulink Library Browser .......................................................................... 46

Fig 37. Elementos de un modelo de Simulink ....................................................... 47

Fig. 38. Suma entre dos números ......................................................................... 48

Fig 39. New model (nuevo modelo) ....................................................................... 49

Fig 40. File – New – Model (nuevo modelo) ......................................................... 49

Fig. 41. Ventana de trabajo ................................................................................... 50

Fig. 42. Agregar bloques ....................................................................................... 51

Fig 43. Conectar bloques ejercicio 2 ..................................................................... 51

Fig. 44. Mover o cambiar tamaño del bloque “Add” .............................................. 52

Fig 45. Cambiar etiquetas y agregar anotaciones ................................................. 52

Fig. 46. Parámetros del bloque de constantes. ..................................................... 53

Fig. 47. Parámetros del bloque Add “SUMA” ........................................................ 53

Fig. 48. Guardar ejercicio de Simulink ................................................................... 54

Fig 49. Parámetros de simulación de Simulink ...................................................... 55

Fig. 50. Parámetros de entrada y salida de Simulink ............................................ 56

Fig. 51 Ejecutar la simulación de Simulink ............................................................ 57

Fig. 52. Resultados en Simulink ............................................................................ 57

1

Resumen

El presente trabajo de investigación, es sobre la elaboración de un manual de

prácticas de las librerías de Simulink en Matlab para ingeniería eléctrica, el

desarrollo del manual fue realizado en la Universidad Técnica del Norte de la ciudad

de Ibarra en la Carrera de Ingeniería en Mantenimiento Eléctrico CIMANELE. El

problema esencial en la investigación es la necesidad de emplear un manual para

realizar prácticas de simulación en el software de Matlab (librerías de Simulink), para

fortalecer los conocimientos que teóricamente están dirigidos en varias situaciones

en muchos campos de la ingeniería, es por ello que existe la necesidad de promover

la elaboración del manual que tiene la finalidad de ser práctico y reforzar los

conocimientos dictados en clases, esto promueve la elaboración de proyectos más

efectivos e innovadores.

La elaboración de una guía interactiva, que acoge los requerimientos de aprendizaje

para estudiantes y profesores, ayudará alcanzar la fácil accesibilidad en manejo del

software (Matlab - Simulink). En la indagación para la recopilación de ejercicios

simulados que presenta el manual fueron desarrollados en Matlab - Simulink de la

versión R2014a; Manual que se encuentra dividido en tres partes: parte 1

simulaciones matemáticas, parte 2 simulaciones sobre electrónica de potencia y la

parte 3 es simulaciones eléctricas aplicadas, la mayoría de modelos se basan y

están dirigidos a electrónica de potencia.

El proyecto estuvo enmarcado en brindar una herramienta de apoyo para el estudio

en diseños eléctricos. Se emplearon libros para la recolección de datos.

Se obtuvo excelentes resultados de acuerdo con las pruebas realizadas en todos

los ejercicios. Como recomendación para el correcto uso de elementos y bloques

que intercambian funciones en las simulaciones, la cantidad de errores se reducirán

al mínimo al instante de simular un proyecto.

Matlab, Simulink, Electrónica de Potencia

2

Abstract

The present work of investigation is on the elaboration of a manual of practices of

the bookstores of Simulink in Matlab for electrical engineering, the development of

the manual was realized in the Technical University of the North of the city of Ibarra

in the Career of Engineering in Maintenance Electric CIMANELE. The essential

problem in research is the need to use a manual to perform simulation practices in

Matlab software (Simulink libraries), to strengthen the knowledge that is theoretically

directed in several situations in many fields of engineering, that is why that there is

a need to promote the development of the manual that aims to be practical and

strengthen the knowledge dictated in classes, this promotes the development of

more effective and innovative projects.

The development of an interactive guide, which accommodates the learning

requirements for students and teachers, will help achieve easy accessibility in

software management (Matlab - Simulink). In the investigation for the collection of

simulated exercises presented in the manual were developed in Matlab - Simulink

of the R2014a version; Manual that is divided into three parts: part 1 mathematical

simulations, part 2 simulations on power electronics and part 3 is applied electrical

simulations, most models are based and are aimed at power electronics.

The project was framed in providing a support tool for the study of electrical designs.

Books were used for data collection.

Excellent results were obtained according to the tests carried out in all the exercises.

As a recommendation for the correct use of elements and blocks that exchange

functions in the simulations, the amount of errors will be minimized when simulating

a project.

Matlab and Simulink

3

Introducción

Desde que aparece el computador, el software fue desarrollado para aumentar

las funciones y aplicaciones, además en aquellos tiempos existían pocos métodos

para realizar programación, lo convencional era realizar un diseño para cada

aplicación, las personas encargadas de programar realizaban un arduo trabajo en

ejecutar, modificar, y corregir errores de programación (Beale., 2018).

La evolución de las computadoras hace que los sistemas operativos y software

que utilizan, cada vez sean más avanzados, esto hizo que los programas de

computación sean más complejos para la utilización inmediata, desde este punto de

vista también aparecen los manuales de utilización de sus diferentes herramientas

que contienen los softwares, ayudando a un mejor entendimiento de su

funcionalidad en el desarrollo de procesos computacionales (Chaturvedi, 2010).

Los sistemas multiusuario se extienden desde la mitad de la década de los

sesenta hasta finales de los setenta. La multiprogramación y los sistemas

multiusuario introdujeron nuevos conceptos de interacción hombre – máquina, las

técnicas interactivas abrieron un nuevo mundo de aplicaciones y nuevos niveles de

sofisticación del hardware y del software. Los sistemas de tiempo real podían

recoger, analizar y transformar datos de múltiples fuentes, controlando así los

procesos y produciendo salidas en milisegundos en lugar de en minutos (Moore,

2007).

Los programas se distribuían para computadoras grandes y para

minicomputadoras, a cientos e incluso a miles de usuarios. Los programadores de

la industria, del gobierno y de la universidad se aprestaban a “desarrollar el mejor

paquete de software” y ganar así mucho dinero (Chaturvedi, 2010).

La evolución de los sistemas de computadora comenzó a mediados de los años

setenta y continuó más allá de una década con la evolución de los programas de

computadoras.

4

Un simulador de circuitos electrónicos es una herramienta de software utilizada

por profesionales en el campo de la electrónica y los estudiantes de las carreras de

investigación e información, el simulador ayuda a crear un circuito que se desee

ensamblar, y ubica los errores dentro del mismo de manera fácil y eficiente (Karris,

2004).

La librería Simulink de Matlab contiene los bloques necesarios para simular un

sistema mediante métodos numéricos, las demás librerías son herramientas

adicionales que se utilizan para aplicaciones específicas de control avanzado

(MathWorks, Matlab Programming Fundamentals, 2011).

En la simulación avanzada de procesos, en muchos casos, es necesario que un

mismo programa sea utilizado por más de una persona (Ahlersten, 2012). En

algunas ocasiones, los programadores que quieren hacer las simulaciones y no

conocen la base de funcionamiento; por lo que entender programaciones ya

desarrolladas por otras personas toma tiempo adicional del trabajo.

La simulación de procesos está en un continuo crecimiento y es adaptable a los

avances científicos, que resuelven los problemas que presenta la ingeniería en el

desarrollo de productos innovadores (Moore, 2007).

Para el campo de la electricidad Simulink extiende las capacidades de las

herramientas para modelado y simulación de la generación, transmisión,

distribución y consumo de potencia eléctrica.

Da a los modelos muchos de los componentes usados en estos sistemas,

incluyendo máquinas de tres fases, acopladores eléctricos, motores eléctricos y

librerías de aplicación para modelos específicos como sistemas de transmisión

flexibles en AC y generadores de potencia armónicos con energía eólica, cálculo de

la distorsión total armónica, flujo de carga y otros análisis de potencia que son clave

(Chaturvedi, 2010).

5

Problema de Investigación

Planteamiento del problema.

El problema de investigación fue la necesidad de disponer una herramienta

digital (Matlab) para realizar las prácticas de visualización sobre la teoría dictada en

clases por el Docente, que puede ser de utilidad para la vida estudiantil y laboral

de las personas, tomando en cuenta que lo teórico tiene que ser llevado de la mano

con lo práctico, la investigación fortalecerá conocimientos dirigidos en diversas

situaciones de distintos campos de ingeniería, la gran mayoría de simuladores que

existe tienen características semejantes, entre estos tenemos: NI Multisim, Pspice,

Proteus, Logic circuit.

Formulación del problema.

¿Cómo realizar un manual de prácticas que permita utilizar las librerías de Matlab

para resolver problemas eléctricos?

Delimitación del problema

Temporal.

Este proyecto se llevará a cabo en el curso de actualización de conocimientos,

correspondiente a la Carrera de Ingeniería en Mantenimiento Eléctrico.

Espacial.

Este proyecto se llevará a cabo en la Universidad Técnica del Norte en la

Carrera de Ingeniería en Mantenimiento Eléctrico de la Facultad de Ingeniería en

Ciencias Aplicadas, que se encuentra ubicado en la ciudad de Ibarra.

6

Objetivos

General

Desarrollar una guía de operación de las librerías de Simulink

especializadas para electricidad, partiendo desde los elementos de

electrónica de potencia que lo conforman hasta llegar a la simulación de

dispositivos y conversores.

Específicos

Diseñar guías educativas para realizar simulaciones, antes de proceder

a desarrollo físico de un proyecto eléctrico.

Analizar las distintas formas de presentación de resultados obtenidos en

las simulaciones para su posterior análisis.

Brindar un documento que sea de utilidad como material de apoyo para

un curso de electrónica de potencia.

Realizar un blog que permita obtener información adicional, que sirva

como método actualizado de consulta web

https://manualdematlab2014a.site123.me/

Justificación.

El presente trabajo tiene la finalidad de realizar prácticas de simulación en el

software de Matlab, práctico y capaz de fortalecer los conocimientos a los

estudiantes de la carrera de Ingeniería en Mantenimiento Eléctrico sobre la

simulación, operación y características de funcionamiento de las librerías de

Simulink para elaborar proyectos de una manera más dinámica y efectiva.

El desarrollo de la investigación tiene como objetivo elaborar una guia de

prácticas que su base de funcionamiento será el software Matlab, además recopilará

un banco de aplicaciones prácticas, información proyectada para aquellas personas

con interés en conocer más en: simulación y modelado de aplicaciones en

Ingeniería.

7

Capítulo I

1. Marco Teórico

1.1 Historia

El creador del software fue Cleve Moler, Matlab en su primera edición

programado en Fortran, nace con la necesidad de solucionar problemas de cálculos

con matrices y de las matemáticas, el área especializada por Matlab originalmente

era matricial (Higham, 2017).

El nombre Matlab viene de la unión de las palabras “Matrix Laboratory” que en

español significa laboratorio matricial, en inicios de la década de 1980, Moler conoce

a John Little juntos escriben las rutinas, guía de usuario, además la mayoría de los

documentos y ficheros .m que contaba Matlab, luego Steve Bangert era el

programador y jefe de la empresa, en 1989 cuando la empresa empezó a generar

grandes ingresos ayudo a crecer y al desarrollo de The MathWorks (Gainesville,

1993).

En el paso de los años hizo que la empresa añada diseños con características

gráficas, donde Steve Kleiman fue el autor de implementar gráficos, entonces desde

que aparece Matlab con su primera versión otras personas ayudaron al desarrollo

del software (Gainesville, 1993).

MathWorks con el desarrollo rápido que consiguió, era considerada por los

programadores la mejor plataforma por las ideas de hacer que Matlab sea disponible

en equipos que existían en el mercado de la década de los 80, la compañía por las

facilidades que prestaba para el desarrollo de problemas matemáticos que fue uno

de los aspectos más importantes para conseguir popularidad (MathWorks, Matlab

Programming Fundamentals, 2011).

8

1.2 Matlab

Es un programa (software) para cálculo numérico diseñado para trabajar con

matrices, tiene un lenguaje técnico, en este lenguaje integra cálculo, programación

y visualización, este lenguaje tiene una notación de matemáticas fácil para entender

(Moore, 2007). Las aplicaciones que ofrece Matlab son:

Fórmulas matemáticas

Algoritmos

Gráficas

Modelación

Simulación

Adquisición de datos

Análisis de datos

Exploración

Visualización

Aplicaciones con interfaz gráfica

1.3 Simulink

Es un software (programa) para computador, con diseño para modelar, simular,

y análisis de sistemas. Soporta sistemas no lineales y lineales en el tiempo continuo

y discreto, híbridos continuos y discreto, todo esto sobre el entorno de programación

Matlab con una programación visual (Chaturvedi, 2010).

El nivel del lenguaje es más alto del que interpreta Matlab (genera archivos .m)

y Simulink es el que genera archivos que tienen una extensión .mdl (model).

Ofrece un editor gráfico con variedad, bibliotecas de bloques personalizables y

solucionadores para el modelado y simulación de sistemas dinámicos. Se integra

con Matlab, lo que le permite incorporar algoritmos de Matlab en modelos y

resultados de la simulación de exportación para su posterior análisis (Ahlersten,

2012).

9

El usuario desarrolla un diagrama con los bloques de las librerías, de forma

gráfica para realizar operaciones matemáticas y encontrar soluciones para

diferentes modelos que se propone simular.

Entradas, sources, Sistema de Modelado Salidas, sinks

Inputs diagrama de bloques outputs

Fig. 1. Funcionamiento de la simulación

Fuente: Autor

1.3.1 Librerías Simulink

Las librerías de Simulink proporcionan al programador bloques para

realizar diagramas, redes, conexiones, cargas, medidores, transformadores

y otros modelos (Arellano, 2013)

Las librerías se dividen según sus funciones de aplicaciones, a

continuación presentamos las librerías que ofrece Simulink.

Discrete (discreto)

Math (funciones para trigonometría, aritmética,etc)

Continuous (continuo)

Sinks (muestran resultados)

Tablas y funciones (llamar funciones de matlab)

Sources (fuentes de señales)

Signals & Systems (multiplexores y demultiplexores, buses)

Subsitemas (Sistema dentro de otro sistema) (Arellano, 2013)

Cuenta con librerías específicas para determinadas aplicaciones (Toolboxes

y blocksets) estas son:

10

1. Modelado en Punto Fijo

1.1 Simulink Fixed Point

2. Modelado Basado en Eventos

2.1 Stateflow

2.2 SimEvents

3. Modelado Físico

3.1 Simscape

3.1.1 Foundation Library

3.1.2 SimDriveline

3.1.3 SimElectronics

3.1.4 SimPowerSystems

3.1.4.1 Simscape Components

3.1.4.1.1 Connections (Conexiones)

3.1.4.1.2 Machines (Máquinas)

3.1.4.1.3 Passive Devices(Los dispositivos pasivos)

3.1.4.1.4 Semiconductors (Semiconductores)

3.1.4.1.5 Sensors (Sensores)

3.1.4.1.6 Sources (Fuentes)

3.1.4.1.7 Switches & Breakers

(Interruptores y Breakers)

3.1.4.2 Specialized Technology (Tecnología Especializada)

3.1.4.2.1 Application Libraries

(bibliotecas de aplicaciones)

3.1.4.2.2 Control and Measurements Library

3.1.4.2.3 Electrical Sources (Fuentes eléctricas)

3.1.4.2.4 Elements (Elementos)

3.1.4.2.5 Interface Elements

11

(Elementos de la interfaz)

3.1.4.2.6 Machines (Máquinas)

3.1.4.2.7 Measurements (Medidas)

3.1.4.2.8 Power Electronics (Fuentes Electrónicas)

4. Sistema de Control de Diseño y Analisis

4.1 Simulink Control Design

4.2 Simulink Design Optimization

4.3 Aerospace Blockset

5. Procesamiento de Señales y Comunicación

5.1 Communications System Toolbox

5.2 Computer Vision System Toolbox (Micelania)

5.3 DSP System Toolbox

5.4 SimRF (Micelania)

6. Aplicaciones especializadas

6.1 Control System Toolbox

6.2 System Identification Toolbox

6.3 Fuzzy Logic Toolbox

7. Examples

El usuario a partir desde un modelo realizado puede definir nuevas librerías

(MathWorks, Matlab, 2014).

12

Fig. 2. Características de las librerías

Fuente: Wikipedia

1.3.1.1 SimPowerSystems

Ofrece bibliotecas de componentes y herramientas de análisis para el

modelado y simulación de sistemas eléctricos de potencia. Las bibliotecas

ofrecen modelos de componentes de energía eléctrica, incluidas las

máquinas trifásicas, unidades eléctricas, y componentes para aplicaciones

tales como sistemas flexibles de transmisión de corriente alterna (FACTS) y

los sistemas de energía renovable. El análisis armónico, el cálculo de la

distorsión armónica total (THD), flujo de carga, y otros análisis clave del

sistema de energía eléctrica están automatizados (Arellano, 2013).

Modelos SimPowerSystems se pueden utilizar para desarrollar sistemas

de control y rendimiento de la prueba de nivel de sistema. Puede parametrizar

sus modelos utilizando MATLAB ® variables y expresiones, y los sistemas de

control de diseño para su sistema de energía eléctrica en Simulink. Puede

agregar mecánica, hidráulica, neumática, y otros componentes de su modelo

usando Simscape y prueba de ellos juntos en un solo entorno de

simulación. Para implementar modelos a otros entornos de simulación,

incluyendo hardware-in-the-loop (HIL) sistemas, SimPowerSystems apoya la

generación C-código (Moore, 2007).

13

SimPowerSystems fue desarrollado en colaboración con Hydro-Québec

de Montreal (Gainesville, 1993)

Las librerías que abarca el SimPowerSystems, son las siguientes que

serán del principal estudio de este trabajo.

Simscape Components

Specialized Technology

1.4 Función de transferencia

Los modelos de bloques de un sistema lineal por una función de transferencia

de la variable de Laplace-dominio S. El bloque puede modelar de una entrada única

a una entrada única salida múltiple (SIMO) Sistemas sola salida (SISO) (Boylestad,

2009).

Fig. 3. Símbolo del bloque de función de transferencia

Fuente: Simulink R2014a

Una transferencia función describe la relación entre la entrada y la salida en

Laplace (frecuencia) de dominio. Específicamente, se define como la transformada

de Laplace de la respuesta (salida) de un sistema con condiciones iniciales nulas a

una entrada de impulsos (Boylestad, 2009).

El bloque muestra la transferencia de funciones dependiendo de cómo

especificar los parámetros de numerador y denominador.

Si especifica cada parámetro como una expresión o un vector, el bloque muestra

la transferencia de función con los coeficientes y los poderes de especificados s. Si

especifica una variable entre paréntesis, el bloque evalúa la variable (Sadiku, 2006).

14

1.5 Ecuaciones diferenciales

Para realizar la simulación de ecuaciones diferenciales, los bloques principales

en la librería de continuos de Simulink, el bloque básico para comprender el

funcionamiento de las ecuaciones diferenciales es el “Integrator” que muestra la Fig.

4 (Zill, 2009).

Fig. 4. Símbolo del bloque de ecuaciones diferenciales

Fuente: Simulink R2014a

El funcionamiento calcula la salida del bloque integrador en el paso de tiempo

actual, utilizando el valor de entrada actual y el valor del estado en el paso de tiempo

anterior. Para apoyar este modelo computacional, el bloque integrador ahorra su

salida en el paso de tiempo actual para su uso por el solucionador de calcular su

salida en el siguiente paso del tiempo (Zill, 2009).

El bloque también proporciona el solucionador con una condición inicial para el

uso en el cálculo de estado inicial del bloque al comienzo de una simulación. El

valor por defecto de la condición inicial es 0.

1.6 Sistema contínuo de segundo orden

En ingeniería de control un sistema de segundo orden se caracteriza porque

tiene dos polos, la función de transferencia genérica de un sistema de segundo

orden en bucle cerrado tiene la siguiente forma:

𝑚𝑑2𝑥

𝑑𝑡2+ 𝑐

𝑑𝑥

𝑑𝑡+ 𝑘𝑥 = 𝑓(𝑡)

(Sadiku, 2006)

15

K ≡ Ganancia

δ ≡ Factor de amortiguador o amortiguamiento

ωn ≡ Frecuencia natural

Mediante las raíces se tiene una clasificación, es la siguiente:

Sistema sub-amortiguado

Sistema críticamente amortiguado

Sistema sobre-amortiguado

Para realizar la simulación de un sistema continuo de segundo orden, los bloques

(principales para desarrollar este tipo de ejercicios) se encuentran en la librería de

Math Operations de Simulink, los bloques básicos para comprender el

funcionamiento de un sistema continuo son el “Add” y “Gain” que muestra la

siguiente Gráfico 5 (MathWorks, Matlab Graphics, 2018).

Fig. 5. Símbolo del bloque de sistemas para segundo orden

Fuente: Simulink R2014a

1.7 Corriente directa (CD)

"Es una corriente que permanece constante en el tiempo, por convención el

símbolo I se usa para representar una corriente constante” (Sadiku, 2006)

Es la corriente que tiene un flujo continuo de carga eléctrica a través de un

conductor que fluye siempre en el mismo sentido, el movimiento es del polo negativo

hacia el polo positivo, similar al sistema de funcionamiento de una batería, en la

gráfica siempre se la representa como línea paralela (constante) en función del

tiempo.

16

Fig. 6. Representación de la CD

Fuente: Libro (Sadiku, 2006)

1.8 Corriente alterna (CA)

“Es una corriente que varía senoidalmente con el tiempo, se representa con el

símbolo i.” (Sadiku, 2006), Es la corriente típica que se utiliza en los hogares con

los electrodomésticos como son el refrigerador, lavadora, televisión, microondas y

muchos más.

“Es fácil de generar y transportar en grandes distancias, desempeña un papel

importante en el desarrollo de las industrias, necesita tener un amplio análisis en las

transformaciones, aplicaciones y efectos que produce la corriente alterna” (Müller,

2004)

Fig. 7. Representación de la CA

Fuente: Libro (Sadiku, 2006)

17

1.9 Circuito DC

Un circuito eléctrico de corriente continua, básicamente está formado por una

fuente con un valor de corriente constante que alimenta a todos los materiales

conductores del circuito, en la Fig. 8 se muestra de forma visual como se encuentra

representado (Sadiku, 2006).

La corriente que proporciona la fuente pueden tener diferentes maneras de

conexión de los elementos que conforman el circuito, las conexiones de los

elementos pueden ser: en paralelo, en serie o en paralelo-serie (Mohan, 2003).

Fig. 8. Representación circuito DC

Fuente: Autor.

1.10 Circuito AC

El circuito eléctrico básico de corriente alterna se encuentra formado como indica

la Fig. 9, donde tenemos una fuente de alimentación (AC) y una resistencia

(CARGA), que puede ser un foco, un cargador, o una tv. Es cuando el flujo de la

carga varia en el tiempo, si el flujo varía temporalmente de forma armónica entonces

se denomina como corriente alterna (Sadiku, 2006).

Fig. 9. Representación circuito AC

Fuente: Autor

18

1.11 Carga R, L, C

Es el circuito que lo conforma una resistencia, una capacitancia y un inductor,

existen dos diseños de circuitos RLC, estas son: serie y paralelo. Un circuito RLC

se encuentra definido por una ecuación diferencial de segundo orden, mientras que

circuitos RL o RC se definen como de primer orden (Sadiku, 2006), Una muestra

del diseño de conexión se encuentra en la Fig. 10.

Para el análisis de cargas RLC, serán divididos en tres casos como son los

siguientes:

Régimen subamortiguado

Régimen sobreamortiguado

Amortiguamiento crítico.

(Sadiku, 2006)

Fig. 10. Representación circuito R.L.C

Fuente: Autor

1.12 Diodo de potencia

La característica de estos diodos es de conmutar muy rápido del estado de corte

al estado de conducción, la clasificación de los diodos de potencia depende del

tiempo de su recuperación en el paso de un estado a otro estado (Hart, 2001).

La estructura de los diodos físicamente está conformado por distintos materiales,

como por ejemplo el germanio y del silicio, son materiales de los dispositivos

unidireccionales. Deben ser capaces de soportar altas intensidades y una minina

caída de tensión (Rashid, 2004).

19

Fig. 11. Símbolo diodo

Fuente: Libro (Rashid, 2004)

1.13 Diodo polarización directa (DPD)

Un diodo cuando se encuentra en polarización directa soporta gran cantidad de

corriente que circula a través de él, con un detalle que también absorbe una

pequeña cantidad de caída de tensión, es la razón fundamental para que el diodo

absorba una gran cantidad de la potencia mientras se encuentra en funcionamiento

(Hart, 2001)

La polarización directa quiere decir que el diodo permite la circulación de

corriente a través de él, se convierte en un circuito cerrado (Boylestad, 2009), como

se muestra en la Fig. 12.

Fig. 12. Símbolo DPD

Fuente: Autor

1.14 Diodo polarización inversa (DPI)

Cuando la polarización inversamente del diodo quiere decir, que se encuentra

conectado de forma inversa a la conexión del diodo en conexión directa, de forma

esto hace un circuito abierto, es decir no circula un valor considerable de corriente

a través de él (Hart, 2001).

20

La principal característica es de tener alta capacidad de soportar grandes

cantidades de tensión en los terminales como son el cátodo y el ánodo, el estado

de polarización inversa también es conocido como bloqueo, porque sin dudas es la

representación de una barrera en la circulación de la corriente (Boylestad, 2009).

Fig. 13. Símbolo DPI Fuente: Autor

1.15 Tiristor

Dispositivos semiconductores en su estructura física tiene cuatro capas (pnpn),

son utilizadas en controlar altas cantidades de corriente con circuitos electrónicos

que tienen un mínimo consumo de potencia (Hart, 2001).

Además en si estructura visible cuenta con una puerta, se encarga del paso o

bloqueo de la corriente que circula a través de él, pueden operar en cualquier punto

entre el corte y saturación, algo importante en los tiristores es que tienen un nivel

bajo en pérdidas y se encuentran conduciendo corriente (Rashid, 2004).

Fig. 14. Símbolo tiristor

Fuente: Libro (Hart, 2001)

Características más importantes de la familia de los tiristores

21

Tabla 1.1. Comparación de tiristores

DISPOSITIVO TENSIÓN CORRIENTE FRECUENCIA

DIODOS <10kV <5000A <10MHz

TIRISTORES <6000V <5000A <500Hz

GTOs <6000V <3000A <500Hz

TRIACs <1000V <25A <500Hz

MOSFETs <1000V <100A <1MHz

BJTs <1200V <700A <25kHz

IGBT <2000V <500A <75kHz

Fuente: (Hart, 2001)

1.15.1 Tiristor polarización directa

Su funcionamiento es similar al diodo, razón por la cual para permitir el paso

de corriente a través de él, necesita conectarse a un polo positivo la compuerta

del ánodo, de esta manera permite la circulación de corriente, el tiempo para la

duración del pulso los respectivos pines de conexión deberá ser suficiente para

mantener la conducción de la corriente (Boylestad, 2009).

1.15.2 Tiristor polarización inversa

Para obtener una polarización inversa del tiristor, el ánodo deberá ser más

negativo en relación con el cátodo del mismo tiristor, cuando esta relación existe

se reducirá la corriente hasta niveles insignificantes, razón que el bloqueo en el

tiristor será como un circuito abierto (Rashid, 2004).

1.16 Transistor IGBT

Es un transistor bipolar con puerta aislada, las iniciales IGBT son de las palabras

en inglés Insulated Gate Bipolar Transistor, dispositivo semiconductor

generalmente utilizado como un interruptor controlado en circuitos de control y

electrónica de potencia (Rashid, 2004).

Cuando aparecen los transistores IGBT, fueron los que permiten el desarrollo de

variadores de frecuencia, aplicaciones de máquinas eléctricas y además en

22

convertidores de potencia, puesto en comparación un IGBT en conducción son

similares como los BJT y cuando el circuito de excitación del IGBT es como un

MOSFET (Hart, 2001).

Los terminales de la siguiente Figura son: gate(G), colector(C) y emisor (E)

Fig. 15. Símbolo IGBT

Fuente: Libro (Mohan, 2003)

1.17 Rectificadores AC / DC

“Los convertidores AC / DC producen una salida continua a partir de una entrada

alterna. La potencia media se transfiere desde un generador de alterna a una carga

de corriente continua. A los convertidores AC / DC se les denomina como

rectificadores” (Hart, 2001)

La principal característica de los rectificadores es la cantidad de fases que

pueden manejar, los tipos de fases que puede operar son los monofásicas y

trifásicas (Rashid, 2004), además se clasifican en dos grupos:

No Controlados

Se emplean con diodos en general

Controlados

Se emplean con tiristores o SCR’s

23

AC DC

Fuente: Autor

1.18 Rectificador no controlado

Es cuando se emplean solamente los diodos rectificadores razón que el circuito

no posee control en su funcionamiento, por este motivo los rectificadores no

controlados no dependen de un circuito de control y son confiables, para un mejor

estudio se dividen en monofásicos y trifásicos (Hart, 2001).

Características:

No regulan la tensión de salida

Tienen valor positivo siempre

1.18.1 Monofásico (rectificador no controlado)

La mayoría de aplicaciones actualmente poseen rectificador de onda

completa, como muestra la Fig. 17 el diagrama de un rectificador con conexión

tipo puente. El funcionamiento es cuando dos diodos se encuentran en actividad

pueden ser D4-D1 o D3-D2 mientras los otros dos se encuentren bloqueados

pueden ser D3-D2 o D4-D1 respectivamente (Rashid, 2004).

Fig. 17. Monofásico tipo puente (rectificador) Fuente: Libro (Müller, 2004)

Fig. 16. Símbolo AC / DC

24

1.18.2 Trifásico (rectificador no controlado)

Como revisado el tema de rectificadores monofásicos no controlados el

funcionamiento es con actividad interna hasta nivel máximo de 15 kW, para

aplicaciones que necesiten un nivel mayor de potencia son recomendables los

rectificadores trifásicos (Hart, 2001).

De igual manera utilizan como semiconductor el diodo, la potencia de salida

no se puede controlar, eso quiere decir que será fija o constante, entonces para

la tensión fija que entra, la salida de la tensión será fija. Tiene conversores de 3

pulsos y de 6 pulsos, son los más utilizados.

Fig. 18. Trifásico (rectificador)

Fuente: e-ducativa.catedu.es

1.19 Rectificador controlado

En los rectificadores controlados el tiristor es un dispositivo más utilizado en

conversiones de la energía, para lograr controlar el tiristor es mediante el retardo

en el tiempo que sufre la señal de disparo (Müller, 2004).

1.19.1 Monofásico (rectificador controlado)

Este tipo de rectificadores facilita la implementación de controlar

totalmente la carga, intervienen los tiristores (SCR) se encargan del corte y

paso de la del flujo de corriente de su onda senoidal con un ángulo entre 0°

y 180°, son los ángulos de disparo para el control de potencia (Hart, 2001).

25

1.19.2 Trifásico (rectificador controlado)

Este tipo de rectificador controlado es similar al rectificador trifásico no

controlado, con la única diferencia es la utilización de tiristores, que necesitan

un circuito de control para ser activados, tienen buenas características para

operar en comparación con los tiristores en monofásico (Mohan, 2003).

1.20 Inversor DC / AC

“Un conversor DC – AC son calificados con inversores, la potencia media

atraviesa desde el polo donde se encuentra la corriente continua viaja hacia el polo

que se encuentra la corriente alterna” (Hart, 2001)

En los inversores se puede conseguir que el voltaje varié cuando salga de él,

una manera de lograr este efecto es variando el valor de voltaje en la entrada, y

mantener una ganancia fija. Otra manera de lograr es tener un voltaje fijo en el

ingreso, y variar el nivel de ganancia del inversor, este efecto se obtiene controlando

por modulación el ancho del pulso (PWM) (Rashid, 2004).

DC AC

Fuente: Autor.

1.20.1 Monofásico Inversor ondulatorio

Para conseguir la conversión del inversor ondulatorio son necesarios cuatro

transistores bipolares de compuerta aislada como son los IGBT, se debe

conectar configurado tipo puente. Los estados de trabajo en los tiristores son en

saturación y corte, su característica física se puede decir que son como los

interruptores controlados, depende del buen funcionamiento del circuito de

control, en si estructura física se encuentra conectado un diodo en anti-paralelo

del colector – emisor del tiristor. La retroalimentación es realizada por los diodos

(Hart, 2001).

Fig. 19. Símbolo DC / AC

26

Fig. 20. Inversor puente monofásico Fuente: https://slideplayer.es/slide/3885668/

1.20.2 Trifásico Inversor ondulatorio

Las aplicaciones que necesitan un mayor nivel de potencia son las que

utilizan los inversores trifásicos, para armar uno de estos inversores se puede

hacer uniendo tres inversores monofásicos que sean independientes y se

conecte a la misma fuente, como muestra la Fig. 21. El requisito importante que

debe cumplir es un desfase de 120° de cada señal de disparo en cada inversor

de acuerdo con los demás, de esta manera se obtendrá una tensión equilibrada

en la salida (Müller, 2004).

La señal de cada inversor monofásico se obtiene de forma individual, las

salidas de cada inversor van conectados a los devanados primarios de tres

transformadores, la conexión de los trasformadores pueden ser en estrella o

delta, para realizar la conexión de todo el sistema necesita doce diodos, doce

transistores y de tres transformadores (Hart, 2001). Nota a tomar en cuenta: en

las tensiones de salida de cada inversor no se encuentran obligatoriamente bien

equilibradas entre la magnitud y fase, el resultado en la salida será

descompensado.

27

Fig. 21. Inversor trifásico Fuente: Autor

1.21 Convertidor troceador DC / DC

“En los convertidores dc / dc es útil cuando la carga necesita de una corriente o

voltaje de un valor específico, es decir se encuentre regulada, pero el valor del

generador tendrá un valor de cd diferente” (Hart, 2001)

Las aplicaciones que utilizan este tipo de conversores son: tranvías eléctricos,

montacargas, automóviles eléctricos, elevadores de minas, grúas entre las más

importantes. Los tipos de convertidores son dos:

Convertidor elevador

Convertidor reductor

(Hart, 2001)

Las ventajas de utilizar este tipo de convertidores es:

Dar un control en aceleraciones continuas

Respuesta rápida y dinámica

Alta eficiencia

28

DC DC

Fuente: Autor

1.21.1 Conversor reductor

La base fundamental del conversor reductor, en la entrada cuenta con un

nivel alto de tensión y la salida es de nivel bajo comparado con los valores de la

entrada, el funcionamiento es cuando el interruptor S conmuta la frecuencia, de

manera que la corriente por el inductor sea nula para un periodo de operación

(Rashid, 2004).

(MCC) modo de conducción continua: la corriente no se anula

(MCD) modo de conducción discontinua: la corriente se anula durante un

intervalo

Fig. 23. Conversor reductor DC - DC Fuente: Autor

1.21.2 Conversor elevador

La base fundamental del conversor elevador, en la entrada cuenta con un

nivel bajo de tensión o corriente y la salida es de nivel alto comparado con los

valores de la entrada, el funcionamiento es cuando el interruptor S conduce la

corriente de la fuente Vi, corriente que se acumulara en el inductor y mientras S

se encuentre en estado bloqueado, la corriente acumulada más la corriente de

la fuente se transfiere a la salida Vo (Boylestad, 2009).

Fig. 22. Símbolo DC-DC

29

Fig. 24. Conversor elevador Fuente: Autor

1.22 Regulador AC / AC

Los reguladores tratan de circuitos en base a tiristores, son estos dispositivos

los que se encargan del control de flujo de potencia desde la fuente hasta la carga,

mediante suba o baje el valor de rms de voltaje (Müller, 2004). El uso de este tipo

de conversores en aplicaciones domesticas e industriales son muy comunes como

son: control de iluminación, calefacción, control de motores.

De manera general, los conversores o reguladores AC / AC tienen en su entrada

del regulador una corriente alterna con frecuencia y forma de onda de un modelo,

en la salida entregará otra frecuencia y forma de onda diferente en comparación

con la entrada (Rashid, 2004).

Para realizar un análisis profundo sobre los conversores AC / AC donde el valor

de rms en la carga sea variable y el valor de frecuencia sea fijo, serán divididos en

dos métodos:

Controlador por encendido y apagado

Controlador de voltaje por ángulo de fase (Hart, 2001)

AC AC

Fuente: Autor

Fig. 25. Símbolo regulador AC - AC

30

1.22.1 Controlador de voltaje por ángulo de fase

Los tiristores son los encargados de controlar el ángulo de disparo, del valor

en tensión rms que llega a la carga (Hart, 2001). El funcionamiento de este tipo

de convertidores es muy similar a los rectificadores controlados, la única

diferencia es la corriente resultante que será senoidal y no corriente constante.

Los dispositivos bases para los reguladores AC / AC son los tiristores, los dos

se encuentran conectados en anti-paralelo de esta manera se puede transmitir

señal hacia la carga, se transmiten ciclos negativos medios como los ciclos

positivos medios, con la condición que se puede tener control sobre la cantidad

en voltaje que se transmite en cualquiera de los medios ciclos, este control se

obtiene con ángulo de disparo de cada uno de los tiristores (Rashid, 2004).

Fig. 26. Circuito controlador por ángulo de fase Fuente: Libro (Hart, 2001)

1.22.2 Controlador de voltaje por encendido y apagado

Este tipo de control se puede analizar de manera similar como un controlador

monofásico de onda completa, de la forma que indica la Fig. 27, un interruptor

del tiristor es el encargado de conectar la fuente a la carga mientras transcurre

un tiempo t, esto hace que circulen una cantidad n de ciclos completos hacia la

carga, de la misma manera cuando el tiristor se cierra, bloquea el paso de

corriente de la fuente durante un tiempo, esto hace que sean limitados los m

ciclos completos en el transcurso de un determinado tiempo (Hart, 2001).

31

Fig. 27. Ciclos en un determinado tiempo Fuente: Autor

1.23 Ventajas y desventajas de Simulink

Las ventajas principales de simulaciones:

El tiempo se puede reducir o aumentar, para observar los procesos que se

vaya a simular de forma lenta o rápida.

Instalar nuevos equipos, realizar cambios en sistemas, arreglos físicos que

pueden ser simulados y observar los resultados proporcionados.

Los procedimientos operacionales, flujos de información pueden ser

utilizados para el estudio, sin interferencia en las operaciones.

Obtener hipótesis de los fenómenos que ocurren, para su respectivo análisis

y avalúo.

Las desventajas principales de simulaciones:

La construcción de los circuitos requieren un tratamiento de análisis de leyes

previas en conexiones eléctricas.

Los resultados en salidas son difíciles de interpretar, los resultados

observados pueden ser fruto de aleatoriedad del sistema.

Para el modelamiento y simulación de sistemas y análisis de datos pueden

consumir mucho tiempo y recursos.

32

Capítulo II

2. Desarrollo

2.1 Tema

Propuesta de aplicación de un manual de prácticas con ejercicios de

simulaciones formulados en el software de Matlab – Simulink, con proyección a

fortalecer los conocimientos teóricos científicos de electrónica de potencia.

2.2 Justificación

La Universidad Técnica del Norte hoy en día va de la mano con el avance

tecnológico en electricidad, motivo principal que tiene como exigencia implementar

nuevas tecnologías para la comunidad universitaria, que servirán para el desarrollo

e investigación de proyectos, los mismos que serán elaborados de una manera

práctica, incorporando información fundamental sobre sus características y

funcionamientos y poder ser retransmitidos a otras personas a través de libros,

manuales, folletos o revistas.

La importancia que tiene la elaboración de un manual de prácticas para

ingeniería eléctrica, es fortalecer los conocimientos teóricos de una manera práctica

con la ayuda que brinda hoy en día los computadores, es una herramienta necesaria

en el aprendizaje especialmente de las nuevas generaciones, la correcta utilización

del computador, en especial del software Matlab, será de gran apoyo en el

tratamiento de proyectos en modelaje y simulación básicamente eléctricos.

33

2.3 Fundamentación

Al promover el uso del manual entre los compañeros se estará recalcando que

las nuevas maneras de enseñanza están cambiando, con la innovación de las

nuevas tecnologías para la enseñanza y aprendizaje, la utilización de software de

simulación para electricidad que en la actualidad tienen las industrias de Ecuador

renuevan procesos en fabricación, con este recurso de apoyo adaptando a los

problemas eléctricos fortalecen los conocimientos y fomentan la creación de nuevos

proyectos.

2.4 Objetivos

2.4.1 Objetivo general

Elaborar el manual de prácticas en base a ejercicios de simulación utilizando

las librerías de Simulink que las contiene el software de Matlab, ejercicios

dirigidos para reafirmar conocimientos recibidos en la carrera de Ingeniería en

Mantenimiento Eléctrico.

2.4.2 Objetivo específico

Analizar la documentación que explique el uso correcto de Matlab – Simulink

(comandos y bloques)

Producir un documento planteando modelos de ejercicios simulados en

Simulink, que demuestren el uso de las librerías en la práctica.

Socializar a través del blog la creación de un manual de prácticas que sirva

de apoyo para resolver problemas en el ámbito eléctrico utilizando el

software Matlab.

34

2.5 Tipo de Investigación

Una vez realizada la revisión de la información que ofrece Matlab para la

investigación, se determinó que el desarrollo de la investigación será de tipo teórico-

práctico, porque tiene como objetivo elaborar un manual, para la utilización en el

laboratorio de computación de la carrera de mantenimiento eléctrico.

2.5.1 Investigación bibliográfica y documental

Es la investigación, que trata de buscar una actividad inherente a la

naturaleza humana; mediante la realización de la investigación bibliográfica, es

la búsqueda de la verdad, con ayuda de un método, para poner al servicio de

profesores y estudiantes, con un firme propósito que las conclusiones a que

llegue el investigador sea el punto de partida para otros estudiosos del tema.

De esta manera el proyecto presentado tiene mayor objetividad a la realidad

y trata de contribuir al fortalecimiento de conocimientos.

2.5.2 Investigación práctica y científica

Es la que tiene doble aspecto: el primero dice que ningún objeto puede ser

transformado sin antes ser conocido, el segundo dice que la transformación de

los objetos, sistemas y procesos requieren una fuerza capaz para modificarlos.

2.6 Métodos

Es una manera de referirse al medio utilizado para llegar a un fin. El significado

original es el camino que conduce a un lugar, aquí se encuentran los métodos de

clasificación que permiten agrupar y separar en categorías los diversos conjuntos

de estudios.

35

2.6.1 Observación científica.

La inspección y el estudio realizado por el investigador, por medio del empleo

de software de Matlab, ayudado a precisar los aportes de esta investigación, de

las cosas o hechos de interés social, tal como son o tienen lugar

espontáneamente en el campo eléctrico.

La observación es que también fui estudiante de la carrera de Ingeniería en

Mantenimiento Eléctrico, punto relevante para la motivación de crear una

herramienta didáctica para los estudiantes.

2.6.2 La recolección de información.

En esta etapa se acudirá a diversos lugares de información como archivos,

bibliotecas, hemerotecas, librerías, videotecas, internet, entre otros.

Además la investigación fue realizada en base al sílabo de la asignatura de

Electrónica de Potencia, para lo cual fue necesario buscar libros digitales y

documentos referentes con la catedra mencionada.

2.7 Técnicas.

Se considerará los criterios de profesores sobre la asignatura para lograr así

un buen diseño y una mejor elaboración del material didáctico para realización

de prácticas utilizando el manual.

Investigar el sílabo de la asignatura de Electrónica de Potencia, la cual será la

base para la elección y el planteamiento de los ejercicios a proponer en el

manual.

Analizar paso a paso como se realiza, modela y simula los ejercicios en

Simulink.

Conseguir libros digitales para que la investigación la pueda seguir realizando

de manera más rápida y efectiva, porque estos libros digitales darán la facilidad

de tenerlos en equipos móviles, lo cual permite leerlos con más frecuencia.

36

Para el diseño y realización del manual utilizar guías que permitan elaborar

manuales de fácil comprensión para los educandos.

Además de realizar los ejercicios simulados en la plataforma de Matlab,

especialmente en Simulink, serán programados de acuerdo a los reglamentos

eléctricos de Ecuador.

Una vez concluida la parte de información sobre el uso correcto del software,

luego serán programados paso a paso todos y cada uno de los ejercicios

planteados.

Creación de un blog donde se encuentre todas las prácticas del manual de

forma digital, el siguiente link es el blog https://manualdematlab2014a.site123.me

2.8 Criterios de expertos

La entrevista fue realizada a tres Docentes capacitados en el área de Electrónica

de Potencia, para conocer los diferentes puntos de vista sobre la creación de un

manual, como material de apoyo para la asignatura.

Las preguntas realizadas fueron las siguientes:

¿Usted ha impartido la asignatura de Electrónica de Potencia?

¿Por cuantos años dicto la asignatura de Electrónica de Potencia?

¿Qué recomendaría incluir en el manual de Matlab desde su punto de

vista?

¿Qué complejidad debería tener un manual de Electrónica de Potencia?

¿Qué tan difícil es dictar Electrónica de Potencia sin una plataforma para

simular?

Fueron consultados tres personas con título de Magister, ellos han dictado la

catedra de Electrónica de potencia, en la Carrera de Ingeniería en

Mantenimiento Eléctrico.

37

Ing. Claudio Otero.

Si ha dictado la asignatura de Electrónica de Potencia, por el tiempo de dos

años, recomienda para que alguien utilice el manual debe tener conocimientos

previos por que el contenido si va de la mano con el silabo de la asignatura,

prefiere que el manual sea realizado en un nivel de complejidad media, la

dificultad para comprender la asignatura teórica es muy alta por el grado de

conocimientos previos que tienen los estudiantes.

Nota: En sus clases ya utilizo el manual con sus alumnos

Msc. Ricardo Araguillin

Si ha dictado la asignatura de Electrónica de Potencia, por el tiempo de un año,

recomienda agregar ejercicios concernientes a los temas propuestos en el

silabo, propone agregar ejercicios para que sean enviados a los estudiantes, el

nivel de complejidad considera que debe ser de un nivel intermedio, que

permita al estudiante comprender el funcionamiento de los dispositivos

electrónicos de potencia, considera que es complejo dictar la asignatura porque

no todos los estudiantes llegan con el mismo nivel en conocimientos de

materias anteriores.

Msc. Pablo Méndez

Si ha dictado la asignatura de Electrónica de Potencia, por el tiempo de cinco

años, recomienda que el manual sea una guía de prácticas siguiendo los

parámetros propuestos en el silabo de la asignatura, la complejidad debe ser

de media a alta, basada en la programación de la asignatura, lo difícil era no

disponer de un laboratorio de Electrónica de Potencia que permita la utilización

de herramientas básicas en el proceso de enseñanza aprendizaje.

Las entrevistas fueron realizadas a las tres personas, textualmente todas sus

respuestas se encuentran en el anexo 7.

38

2.9 Sílabo de Electrónica de Potencia

Es una guía de educación diseñada de forma ordenada para el estudiante de la

carrera de Ingeniería Eléctrica.

Descripción de la Asignatura

La materia de Electrónica de Potencia está dirigida a comprender, analizar e

implementar sistemas de conversión de energía aplicados a sistemas de baja,

media y alta tensión. Para ello, se revisa los conceptos y el control de los elementos

semiconductores de potencia y su diferencia con los elementos electrónicos

aprendidos en niveles inferiores. Con respecto a la conversión de energía se

analiza, implementa y controla los circuitos DC-DC, DC-AC, AC-DC, y AC-AC. Estos

circuitos se aplican en varias áreas como: energías renovables, movilidad eléctrica,

sistemas de alto voltaje, movilidad informática. Convirtiéndose un módulo

importante e indispensable para la formación de un Ingeniero Eléctrico.

Los temas fueron tomados del sílabo de Electrónica de Potencia del semestre 2019

que tiene como autor(a) la Dr. Ana Cabrera, Docente de la carrera de Ingeniería

Eléctrica.

Unidades curriculares (Estructura de la asignatura)

Dispositivos semiconductores de potencia

Introducción y motivación de la asignatura

Dispositivos semiconductores de potencia. Características y aplicaciones

Pérdidas estáticas y dinámicas de elementos de potencia

Circuitos de disparo.

Conversores DC-DC y Conversores DC-AC

Conversor reductor (Buck)

Conversor Elevador (Boost)

39

Conversor elevador-reductor

Aplicaciones y Análisis

Conversores DC-AC: monofásico

Conversores DC-AC.Circuitos trifásicos

Técnicas de modulación y aplicaciones

Rectificadores y conversores AC-AC

Conversores AC-AC. Análisis circuitos monofásicos

Conversores AC-AC, trifásicos. Análisis

Conversores AC-AC aplicaciones

Rectificadores controlados y no controlados

Rectificadores trifásicos de 3 y 6 pulsos

Aplicaciones de conversores AC-DC

Aplicaciones Generales

Como ayuda adicional y para mantener la información actualizada se propuso la

implementación de un blog, el cual se actualizará semestralmente acorde a los

cambios que tenga el sílabo y las nuevas herramientas de Simulink para el uso en

electricidad.

La información completa del sílabo se encuentra en el anexo 6. Además el

documento en formato PDF se puede descargar directamente del blog.

Blog: https://manualdematlab2014a.site123.me

40

2.10. Análisis paso a paso de un ejercicio en Simulink.

2.10.1 Ventana principal de Matlab

La ventana principal del Matlab Incluye 4 partes principales (Fig. 28) estas son:

Barras de herramientas y menú; Workspace (Espacio de trabajo); ventana de

comandos, o editor de scripts; Navegador de directorios

Barra de menús Barra de herramientas

Opciones

Editor de

comandos

Navegador del Ventana de comandos

Directorio actual

Navegador de Workspace

Fig. 28. Ventana principal de Matlab Fuente: Matlab R2014a

2.10.2 Barra de menús

La barra de menús (Fig. 28), se encuentra ubicada en la parte superior izquierda

de la ventana, es la que contiene las siguientes opciones:

Home: tiene las principales opciones en general para editar, comparar, y

programar

41

Plots: posee opciones variadas para las gráficas, donde se puede seleccionar

un diseño para ser graficado en dos dimensiones o tres dimensiones.

Apps: posee opciones de aplicaciones definidas para diferentes aspectos, como

son para: análisis de señales, instrumentos de control, símbolos de biología,

sistemas de identificación.

Shortcuts: son los accesos directos para los comandos de programación.

Editor: Proporciona opciones para editar algún programa ya realizado.

Publish: Ofrece opciones para editar el programa que ya este realizado.

View: ofrece opciones de visualización de la programación ya realizada en el

editor.

2.10.3 Barra de herramientas

En la barra de herramientas del Fig. 28, se encuentra ubicada en la parte

superior izquierda bajo la barra de menús, depende de la programación algunas

serán seleccionables y otras no.

New Script: Opción para realizar una nueva programación (Fig. 29).

New: Opción para abrir una nueva programación (Fig. 29).

Open: Sirve para abrir un documento o programa de Matlab (Fig. 29).

Find Files: Opción para encontrar algún documento (Fig. 29).

Compare: Ayuda a comparar entre dos Script (Fig. 29).

Fig. 29. Barra de herramientas FILE Fuente: Matlab R2014a

42

Import Data: Realiza la opción de importar datos guardados (Ver Fig. 30).

Save Workspace: Opción para guardar la información realizada en el

workspace (Ver Fig. 30).

New Variable: Es la opción de ingreso de una nueva variable (Fig.30).

Open Variable: Es la opción para abrir una nueva variable (Fig.30).

Clear Workspace: Realiza la limpieza de líneas de programación realizadas que

se guardan en el workspace. (Fig. 30).

Fig. 30. Barra de herramientas VARIABLE Fuente: Matlab R2014a

Analyze Code: Realiza la actividad de analizar un código de la programación

(Ver Fig. 31).

Run and Time: Ejecutar y el tiempo de las líneas de programación (Ver Fig. 31).

Clear Commands: Limpia los comandos guardados o pre-establecidos (Ver Fig.

31).

Fig. 31. Barra de herramientas CODE Fuente: Matlab R2014a

43

Simulink Library: Opción de ingreso a la parte de las librerías de Simulink,

además de ser la ventana que se utiliza en el presente manual (Ver Fig. 32).

Fig. 32. Botón de Simulink Fuente: Matlab R2014a

Layout: Proporciona opciones de configuración de presentar visualmente la

ventana principal de Matlab (Ver Fig. 33).

Preferences: opción para configurar las ventanas de trabajo (Ver Fig. 33).

Set Path: conjunto de opciones o caminos de visualización (Ver Fig. 33).

Parallel: opciones para la ubicación del lugar de trabajo o de programación (Ver

Fig. 33).

Fig. 33. Barra de herramientas Environment

Fuente: Matlab R2014a

Community: Comunidad que trabaja con la plataforma de Matlab (Fig. 34).

Request Support: Pedir requerimiento de soporte técnico sobre problemas de

funcionamiento del programa Matlab (Ver Fig. 34).

Add-Ons: Opción para implementar más aplicaciones de ayuda para los

trabajos o programaciones (Ver Fig. 34).

Fig. 34. Barra de herramientas Resources Fuente: Matlab R2014a

44

2.10.4 Opciones

Las opciones se encuentran ubicadas en la parte superior derecha del Gráfico

28, que consta de las siguientes partes como son:

cut (cortar), copy (copiar), paste (pegar), save (guardar), shortcuts (nuevo

acceso directo), undo (atrás), redo (adelante), help (ayuda) (Ver Fig. 35).

Fig. 35. Opciones de Matlab Fuente: Matlab R2014a

2.10.5 Ventana de comandos

Se encuentra ubicada en la parte central de la Fig. 28, muestra un mensaje

con la siguiente forma . Permite escribir los comandos, y probar las

simulaciones pulsando <Intro> (ENTER). Si por algún motivo desea interrumpir

la ejecución de la programación utilice el comando <ctrl> + <c>.

Los comandos ejecutados en la ventana de comandos se almacenan en

la historia de comandos de la ventana (ver Fig. 28). Para repetir un comando ya

utilizado, simplemente haga doble click en el comando en la ventana de la

historia.

2.10.6 Workspace

El Workspace (Espacio de trabajo) en la Fig. 28, se encuentra ubicada en la

parte inferior derecha, la principal utilidad es visualizar las variables que se están

programando y las dimensiones que tienen las mismas.

2.10.7 Editor de comandos

Espacio para realizar programación (Fig. 28), creando ficheros de comandos

de Matlab, que llevan la extensión .m (scripts)

45

2.10.8 Navegador directorio actual

Ofrece información sobre carpetas o ficheros de proyectos ya realizados y

que se encuentran la base de datos de Matlab. Muestra la carpeta de trabajo.

2.10.9 Simulink

Para ingresar a Simulink la opción más fácil es a través del botón Simulink que

se encuentra en la barra de herramientas de la Fig. 32, o desde la línea de

comandos mediante la orden: >> simulink

La biblioteca de Simulink como muestra en la Fig. 36, proporciona un entorno

gráfico al usuario que facilita el análisis, diseño y simulación de sistemas, al

incluir una serie de rutinas que resuelven los cálculos matemáticos, junto con

una sencilla interfaz para su uso.

El conjunto de componentes incluidos junto al programa Simulink, incluye

bibliotecas de fuentes de señal, dispositivos de presentación de datos, sistemas

lineales y no lineales, conectores y funciones matemáticas.

Entre otros de ser necesario, se pueden crear nuevos bloques a medida

según las necesidades del usuario.

2.10.10 Ventana de Simulink (Library Simulink Browser)

Para abrir las librerías de herramientas de Simulink se debe dar click sobre el botón

Library Browser que se encuentra en la ventana de comandos, aparece la ventana

como en la Fig. 36.

Las librerías se dividen según sus funciones o aplicaciones, a continuación presenta

las librerías que ofrece Simulink.

Discrete (discreto)

Math (funciones para trigonometría, aritmética,etc)

Continuous (continuo)

Sinks (muestran resultados)

46

Tablas y funciones (llamar funciones de Matlab)

Sources (fuentes de señales)

Signals & Systems (multiplexores y demultiplexores, buses)

Subsitemas (Sistema dentro de otro sistema)

Fig. 36. Simulink Library Browser Fuente: Matlab R2014a

47

2.10.11 Elementos de un modelo de Simulink

Generalmente los modelos en Simulink constan de tres elementos básicos.

Inputs o sources (entradas)

En esta parte se tiene a: generadores de funciones, señales creadas en

Matlab, Constantes, ondas sinusoidales.

Diagrama de bloques.

Sistemas modelados, es un sistema que se realiza en base a la correcta

conexión de bloques, que realicen una función determinada en conjunto,

pueden ser bloques como: Integrator, Add, Gain, Resistencias, inductancias,

capacitancias y otras.

Outputs o Sinks (salidas)

Son los bloques de Simulink que ayudan a visualizar los resultados obtenidos

de los sistemas modelados, los cuales pueden ser: ficheros, osciloscopios,

gráficos.

Entradas, sources, Sistema de Modelado Salidas, sinks

Inputs diagrama de bloques outputs

Fig. 37. Elementos de un modelo de Simulink Fuente: Autor

2.10.12 Pasos para crear un modelo en Simulink

Abrir el programa Matlab.

Abrir la ventana de Simulink

Luego click en el icono de Nuevo modelo (New model)

Añadimos bloques para la simulación

Conectar los bloques (coherentemente)

Cambiar las etiquetas y personalizar los nombres

Parametrizar los bloques y de igual manera la simulación

Ejecutar y modificar

El ejercicio 1 muestra cómo realizar un ejercicio paso a paso (MathWorks, Matlab,

2014).

48

2.11 Práctica de utilización de bloques.

2.11.1 Suma entre dos números

La función suma en matemáticas es la primera y básica en el aprendizaje de la

vida estudiantil, la suma de dos números enteros se puede realizar en Matlab y la

misma suma se puede realizar en Matlab mediante bloques en Simulink como indica

en la Fig. 38 (Zill, 2009).

A continuación se presenta la forma básica para realizar un ejercicio matemático,

mediante la conexión y programación de bloques, que se encuentran en las librerías

de Simulink.

2.11.2 Ejercicio 1. Suma entre dos números enteros

Realizar la suma en Simulink, utilizando dos bloques para sumar valores, y el bloque

que realice la suma de los mismos, además el resultado debe ser mostrado en

display y graficar en el osciloscopio.

Fig. 38. Suma entre dos números

Fuente: Autor

49

2.11.3 Pasos para iniciar a desarrollar un ejercicio

Ingresar en el icono Matlab que se muestra luego de la instalación del

programa, en el escritorio del computador.

Click en Simulink, se encuentra en la barra de herramientas como muestra el

Gráfico 32.

Click en el icono de New model que muestra en la Fig. 39

Fig 39. New model (nuevo modelo)

Fuente: Matlab R2014a

También se puede pulsar sobre el menú File…New…Model como se muestra

en la Fig. 40.

Fig 40. File – New – Model (nuevo modelo) Fuente: Matlab R2014a

50

Luego aparece la ventana de trabajo como muestra en la Fig. 41, es el

espacio o lugar donde se agregan los bloques.

Fig. 41. Ventana de trabajo

Fuente: Matlab R2014a

Para agregar bloques a la ventana de trabajo, se debe seleccionar desde la

ventana del Gráfico 36, luego arrastrar hasta la ventana de trabajo como

muestra el Gráfico 42, repetir este paso hasta pasar todos los bloques a

utilizar en la programación, como en el Gráfico 38.

En la librería Sources de Simulink se encuentra el bloque constant, el cual se

puede mover a la ventana de trabajo como en el Gráfico 42, para realizar la

suma de los dos números se utiliza dos bloques Constant.

Luego en la librería Math Operations de Simulink se encuentra el bloque Add,

que ayuda en el proceso de sumar dos números enteros, en el diseño del

ejercicio 1 de suma se utiliza solo un bloque Add.

Para obtener los resultados en gráfico, buscar en la librería Sink de Simulink

el bloque Scope y Display, que ayudan a graficar el resultado de la suma de

los dos números.

51

Fig. 42. Agregar bloques

Fuente: Matlab R2014a

Conectar los bloques, de forma fácil mantener presionado el botón izquierdo

del mouse en la salida o entrada de un bloque, y arrastrar hasta llegar a otra

entrada o salida del bloque al cual se desea conectar como muestra en la

Fig. 43.

Fig. 43. Conectar bloques ejercicio 2

Fuente: Autor

52

Mover bloques o cambiar de tamaño, se realiza de la siguiente manera,

seleccionar el bloque, aparecen puntos en sus esquinas que sirven para

arrastrar con el mouse y cambiar de tamaño, si mantenemos presionado el

botón izquierdo del mouse dentro del bloque y se arrastra para cambiar de

ubicación dentro de la ventana de trabajo, como se muestra la Fig. 44.

Fig. 44. Mover o cambiar tamaño del bloque “Add”

Fuente: Autor

Modificar etiquetas, para realizar el cambio de nombre en las etiquetas: Dar

click en la etiqueta que viene por default y editar, como se muestra la Fig. 45,

además para agregar anotaciones dar doble click en el fondo y escribir el

texto.

Anotaciones

Etiquetas

Fig. 45. Cambiar etiquetas y agregar anotaciones Fuente: Autor

53

Parámetros de los bloques, para editar o cambiar los valores que vienen los

bloques por default, dar doble click en el bloque que se necesite cambiar, los

parámetros del display y osciloscopio.

Fig. 46. Parámetros del bloque de constantes. Fuente: Matlab R2014a

Además los valores de los parámetros del presente ejercicio se pueden editar

como se muestra la Fig. 46 y 47.

Fig. 47. Parámetros del bloque Add “SUMA” Fuente: Matlab R2014a

54

Para guardar el modelo en Simulink, seguir los siguientes pasos:

Hacer click en File Save, ver Gráfico 48.

Los modelos en Simulink tienen el sufijo .mdl

En la ventana de programar los comandos de Matlab también se puede

abrir el modelo ubicando el nombre del documento guardado.

Fig. 48. Guardar ejercicio de Simulink Fuente: Matlab R2014a

Los pasos para ejecutar la simulación del modelo creado, son los siguientes:

- Mantener o cambiar los parámetros de simulación

- Poner en ejecución la simulación desde la ventana del modelo

- Mantener o cambiar valores del modelo

- En Matlab se utiliza los valores obtenidos en la simulación

- Variables definidas en Matlab y Simulink

- Iniciar la simulación desde la línea de comandos

55

Mantener o cambiar los parámetros de simulación, ver la Fig. 49

Fig. 49. Parámetros de simulación de Simulink Fuente: Matlab R2014a

En los parámetros de la simulación Solvers son los más importantes con la siguiente

lista de opciones:

- Ode45: Es el mejor de todos por tal motivo viene por default y primera opción,

la rapidez y precisión lo hace mejor comparado con ode23 las demás

opciones, es recomendado como un primer método de simulación.

- Ode23: Ayuda en las simulaciones con tolerancias amplias y en presencia de

una ligera rigidez (MathWorks, Matlab, 2014).

- Ode113: Ayuda en problemas con poca tolerancias y además cuando la

simulación ocupa mucho tiempo.

56

- Ode15s: Ayuda a solucionar problemas en un orden variable y de

características rígidos, si dado el caso el Ode45 resulto con fallas en la

simulación, puede optar por escoger el Ode15s.

- Ode23: Ayuda a resolver las simulaciones con tolerancias brutas, actúa mejor

que Ode15s, y Ode23s en la parte de tolerancias.

Aquí en la Fig. 50 están más parámetros que afectan en la entrada/salida de datos

al modelo y desde el modelo.

Fig. 50. Parámetros de entrada y salida de Simulink

Fuente: Matlab R2014a

Poner en ejecución la simulación desde la ventana del modelo, dar click en

el icono start / Run o también buscar en el menú Simulation luego buscar la

opción start / Run y dar click, ver la Fig. 51.

57

Fig. 51 Ejecutar la simulación de Simulink

Fuente: Matlab R2014a

Los resultados son presentados en el osciloscopio y en el display como indica

la Fig. 52, el resultado del ejercicio es de 3 la suma de dos números,

programados en Simulink.

Fig. 52. Resultados en Simulink

Fuente: Matlab R2014a

58

2.12 Libros de investigación de Matlab

Los siguientes libros fueron analizados para dar lineamientos ordenados de la teoría

de Matlab y Simulink.

Guía de usuario cajas de herramientas.

Libro de guía para los usuarios que deseen obtener conocimientos sobre las cajas

de herramientas y librerías, además de los datos y estructuras de las cajas de

herramientas.

Título: Neural Network Toolbox User´s Guide

Autores: Mark Hudson Beale.

Martin T. Hagan

Howard B.Demuth

Año: 2018

Link: https://archive.org/details/MatlabAndSimulink

Modelaje y simulación de sistemas usando Matlab y Simulink

El libro trata sobre la introducción a sistemas, también de clasificaciones,

lineamientos, tiempos continuos, tiempos discretos, síntesis de sistemas,

modelando sistemas, características de los modelos, formulación del espacio de un

sistema, sistemas dinámicos, uso de flujo de diagramas, simulaciones.

Título: Modeling and Simulation of Systems Using Matlab and Simulink

Autor: Devendra K. Chaturvedi

Año : 2010 by Taylor and Francis Group, LLC

Link:

https://archive.org/details/ModelingAndSimulationOfSystemsUsingMatlabAndSimul

ink

59

Guia Matlab

El libro dispone de información operaciones lógicas, programas guardados,

integrales, entradas y salidas, mas códigos, programación orientada a objetos, los

símbolos matemáticos de toolbox, códigos optimizados.

Título: MATLAB GUIDE

Autores: Desmond J. Higham

Nicholas J. Higham

Año; 2017 by the Society for Industrial and Applied Mathematics

Link: https://archive.org/details/MATLABGuide_201903

Gráficos de Matlab

El documento comprende una serie de Gráficos que se puede realizar con Matlab,

además se puede interpretar con los diferentes resultados obtenidos de las

simulaciones propuestas.

Título: Matlab Graphics

Autor: The MathWorks

Año 2018 The MathWorks , Inc.

Link: https://archive.org/details/MatlabGraphics

Primer Matlab

El documento trata sobre cómo acceder a Matlab, funciones escalares, funciones

de vectores, text string, comparación de algoritmos, Gráficas.

Título: Matlab Primer

Edición: Third Edition

Año: 1993 by Kermit Sigmon

60

Una Introducción a Matlab

El libro consiste en el contenido sobre algunos usos del software Matlab, también

operaciones matemáticas, importar y exportar datos, gráficos, definir funciones,

análisis de curvas,

Título: Una Introducción a Matlab

Autor: Krister Ahlersten

Año: 2012 Krister Ahlersten & bookboon.com

Link: https://archive.org/details/AnIntroductionToMatlab

Informática científica con Matlab

El libro comprende sobre los siguientes temas relevantes: Lenguaje matemático del

computador, Fundamentos de Matlab, control de estructuras de Matlab, cálculos de

problemas, Algebra lineal, transformada de la integral, ecuaciones diferenciales.

Título: Scientific Computing with Matlab

Edición: Segunda edición

Autores: Dingyu Xue

YangQuan Chen

Año: 2016 by Taylor & Francis Group, LLC

Link: https://archive.org/details/ScientificComputingWithMATLAB

Fundamentos de Programación de Matlab

Título: Matlab Programming Fundamentals

Autor: MathWorks

Año: 2011 by MathWorks

Link: https://archive.org/details/MATLABProgrammingFundamentals

Análisis de circuitos I con aplicaciones Matlab

61

El libro contiene conceptos básicos de Matlab, Análisis de simples circuitos,

teoremas de circuitos, operaciones de amplificadores, inductancias y capacitancias,

análisis de circuitos senoidales, y respuestas forzadas de RL y RC.

Título: Circuit Analysis I with Matlab Applications

Autor: Steven T. Karris

Año: 2004 Orchard Publications

Link: https://archive.org/details/CircuitAnalysisIWithMATLAB

Matlab para Ingenieros

El libro cuenta con la siguiente información: funciones internas de Matlab, funciones

definidas por el usuario, entradas y salidas controladas por el usuario, funciones

lógicas y estructuras de control.

Título: Matlab para Ingenieros

Autor: Holly Moore

Año 2007 Pearson Prentice Hall

Link: https://archive.org/details/MATLABParaIngenierosMoore1ra

62

2.13 Diseñar el manual basado en libros y en un sílabo

El diseño del manual fue basado en detalles de libros pero principalmente los temas

ordenados en secuencia son del sílabo de Electrónica de Potencia, del año 2019 de

la carrera de Ingeniería Eléctrica.

2.13.1 Diseño de un Aguía de Prácticas.

Para el diseño del manual se debe tener una secuencia lógica que vaya desde

lo más simple hasta lo más complejo.

Para observar el diseño del manual se debe tomar en cuenta los siguientes métodos

que sirvieron para su creación:

Método 1: Conocer el tema

Punto clave. El desarrollo del manual para que tenga éxito será el alto nivel

de conocimiento que se tenga sobre el mismo, para proporcionar una mejor

información con mayor cantidad de detalles (Duhalt, 2010).

Consultar a expertos en el tema: Para seguir con este punto, es importante

involucrar a personas con un largo conocimiento en el mismo tema o en

temas similares, los concejos que ellos proporcionan son invaluables (Duhalt,

2010).

Crear un acceso práctico: Para que el manual obtenga una buena

reputación entre el público en general, poner en práctica temas considerables

sobre lo que se escribe (General, 2004).

Leer sobre el tema: La información de artículos que tienen similitud,

ayudaran a conocer de la manera que otras personas tratan el tema, y de la

forma que dan a entender sobre el mismo (General, 2004).

Método 2: Diseño de una Guía

Separar los niveles de avances: Separando cada nivel se conseguirá

buenos beneficios en la explicación de subtemas (Rubio, 2009).

63

Encaminar en partes individuales: enfocarse en dar a entender y conocer

al usuario sobre los niveles en los procesos.

Tener secuencia lógica: Es de gran utilidad la secuencia con lógica, porque

permite realizar una explicación paso a paso, cuando la persona no se

encuentra familiarizado con el tema (Rubio, 2009).

Crear tabla de contenidos: Describir mediante una tabla los contenidos que

serán tratados en el manual, ayuda a conocer los niveles de jerarquía de

cada tema y subtema.

Verificar los pasos a seguir: Revisa cada una sección que se haya definido

lógicamente, observa que se encuentre cubierto todo (Duhalt, 2010).

Reúne toda la información: el artículo que estás dando a conocer debe

estar listo para ser usado (Duhalt, 2010).

Método 3: Desarrollo del manual.

Parte introductoria: Es la parte donde el lector (usuario) fijara su idea sobre

el contenido del tipo de manual, eso ayudara a conocer si el manual consta

de originalidad o proporcionara poca información al usuario (General, 2004).

Pasos difíciles de explicar: Para facilitar la explicación sobre temas

complicados consulta con un experto que proporcione una serie de pasos

para un mejor entendimiento en los temas (Rubio, 2009).

Agregar anotaciones: El motivo de agregar anotaciones en los pasos

proporciona pequeñas ayudas para que el usuario realice los pasos con

cuidado y en orden (Duhalt, 2010).

Agregar consejos: El incluir consejos en pasos o niveles de conocimientos

difíciles de entender, facilitara en desarrollar alguna tarea al usuario, para no

tener que incluir notas

Personas que usen el manual: Este punto es de gran relevancia, porque ya

es dar a conocer nuestro producto, el uso del mismo se debe supervisar para

observar si tiene fallas o cosas que confundan a los usuarios

64

Correcciones: Luego del análisis que se realiza en la observación cuando

el producto ya estaba en uso, será necesario realizar reajustes, sean muchos

o pocos pero se deberá editar el manual (Duhalt, 2010).

Método 4: Configuración del manual

Inicio desde lo básico: Luego de realizar la investigación y con toda la

información recopilada, además de tener todos los pasos detallados, realizar

una previa revisión para conocer los encabezados (Rubio, 2009).

Ubica títulos relevantes: Es importante reconocer títulos que abarcan a

subtítulos que de acuerdo al formato vayan de forma lógica (General, 2004).

Tabla de contenidos: Los contenidos de la tabla deben ser divididos en

secciones, realizar la lista de las sub categorías, mientras más detallado sea

el manual será directamente proporcional a tener más subcategorías

(General, 2004).

Una nueva corrección: Con una segunda o tercera revisión y corrección

minuciosa indudablemente encontraremos pequeños errores en lugares

donde no sea muy claro (Duhalt, 2010).

Selecciona un título: Luego de concluir con toda la investigación, recapitular

todos los temas, proponer un título que sea fácil para recordar y que a su vez

abarque todos los temas de los que va a tratar (Duhalt, 2010).

2.14 Elaboración del Manual de Prácticas.

El presente manual corresponde a la planificación a desarrollarse en prácticas de

laboratorio de la materia de electrónica de potencia, según el plan de estudios de la

carrera profesional en particular, se debe conocer las características en cada área

del conocimiento que correspondan (Duhalt, 2010).

2.14.1 Las partes para elaborar el manual

Hoja de presentación.

65

Universidad Técnica del Norte

Facultad de Ingenieria en Ciencias Aplicadas

Carrera de Ingeniería en Mantenimiento Eléctrico

Manual de prácticas de Ingeniería Eléctrica

Décimo semestre

Primera edición

Catedrático Msc. Francisco Naranjo

Autor Byron Montalvo

Fecha de elaboración 2019

(General, 2004)

Directorio.

Especifica directamente nombres del personal involucrado en dirigir,

corregir y aprobar los temas propuestos para el desarrollo del manual.

Índice del Manual.

Nombre y número de cada una de las prácticas del manual y de las páginas

a las que corresponden (Duhalt, 2010).

Presentación (elaborada por el autor).

Proporciona información detallada de los objetivos del diseño, de su

ubicación e importancia en el desarrollo de todos sus temas de manera

general en el plan de estudios (Duhalt, 2010).

Fundamentación.

Se dará a conocer la relevancia de este trabajo práctico en la formación de

nuevos profesionales, donde se resaltan áreas importantes según los

temas para el conocimiento (General, 2004).

Referencia.

Serán las fuentes que ayudan en el desarrollo de la investigación, para

ampliar y profundizar en temas relacionados con las prácticas (Duhalt,

2010).

66

2.15 Reglamentos eléctricos en el Ecuador

El presente reglamento tiene como objetivo establecer normas y procedimientos

generales para la aplicación de la Ley de Régimen del Sector Eléctrico, en la

actividad de generación y en la prestación de los servicios públicos de transmisión,

distribución y comercialización de la energía eléctrica, necesarios para satisfacer la

demanda nacional, mediante el aprovechamiento óptimo de los recursos naturales.

De conformidad la Ley Orgánica del Servicio Público de Energía Eléctrica, las

disposiciones establecidas en los Reglamentos son aplicables siempre y cuando no

se contrapongan a las disposiciones de la ley.

R.O. No. 401 Reglamento General de la Ley de Régimen del Sector Eléctrico

Establecer normas y procedimientos generales para la aplicación de la Ley de

Régimen del Sector Eléctrico, en la actividad de generación y en la prestación de

los servicios públicos de transmisión, distribución y comercialización de la energía

eléctrica, necesarios para satisfacer la demanda nacional, mediante el

aprovechamiento óptimo de los recursos naturales.

Vigencia desde: 21/11/2006

Reformado mediante Decreto Ejecutivo No. 222 publicado en el Suplemento del

Registro Oficial No. 59 de 9 de abril de 2007.

Fuente: https://www.regulacionelectrica.gob.ec/reglamentos/

2.16 Manual Matlab.

El documento del manual contiene los 22 ejercicios de prácticas, utilizando

el software de Matlab y programados en Simulink.

67

2.17 Creación del blog

Para crear el blog tomar en cuenta los siguientes pasos de manera ordenada,

para evitar resultados erróneos en la creación.

Crear el blog

Los puntos relevantes para crear el blog fueron los siguientes

Crear un correo (preferencia que lleve el nombre del blog)

Crear una contraseña

Registrarse en la página web https://app.site123.com

Dar click en crear Nuevo sitio web

Editar diseño de página web predeterminada

Agregar Texto

Agregar imágenes y videos

Agregar Links

Click en confirmar y aceptar.

Contenido del blog

El blog contiene principalmente:

El silabo de Electrónica de Potencia.

Prácticas de ejercicios de matemáticas.

Aplicaciones generales de Ingeniería Eléctrica

Links de descarga de libros Matlab, Manuales.

Los Libros de las referencias del Manual

68

Datos de número celular y correo electrónico para las dudas y consultas que

tengan los usuarios.

Utilidad del blog

La principal idea de crear el blog, fue para ofrecer al usuario (estudiante) una

forma interactiva de investigación, sobre temas que conciernen a Electrónica

de Potencia.

Permite al administrador del blog, corregir, añadir y editar proyectos de

Simulink en beneficio de los usuarios, desarrollando debates de propuestas

para el análisis de resultados.

Tiene la facilidad de adaptarse a los sistemas operativos de celulares ya sean

Android, Ios y Windows Mobile que permiten descargar los archivos

directamente a los dispositivos móviles.

Navegación en el blog

La navegación puede ser realizada desde cualquier móvil u ordenador que

tenga conexión a internet, la mayor parte del blog se encuentra en idioma

español, algunos temas o libros están redactados en inglés.

El blog no solicita ningún dato privado de cuentas bancarias, cédula de

ciudadanía, de esta manera brinda seguridad de no perder datos personales

o ser víctimas de la delincuencia cibernética.

El blog cuenta con las siguientes páginas para realizar la navegación:

- Inicio

- Manual de Matlab R2014A

- Documentos

- Acerca de mí

- Contactos

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Mantenimiento del blog

El mantenimiento del blog será realizado semestralmente, actualizando en el

acceso o en descargas de los documentos y simulaciones.

En el caso que algún ejemplo o modelo de Simulink deje de funcionar, se

realiza el reingreso del mismo.

El control del blog será entregado al técnico de los laboratorios de la Carrera

de Ingeniería Eléctrica, además incluyo mi información personal para ayudar

con cualquier duda de mantenimiento.

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Capítulo III

3. Resultados

3.1 Desarrollo de Resultados

Se efectuó en el Software Matlab los 22 ejercicios de prácticas que van de acuerdo

al sílabo de Electrónica de Potencia, asignatura que es dictada en la Facultad de

Ingeniería en Ciencias Aplicadas (FICA), en la Carrera de Ingeniería Eléctrica, los

mismo ejercicios son útiles para el desarrollo cognitivo de los estudiantes.

El manual se basó en el aprendizaje teórico de los temas dictados en las clases de

Electrónica de Potencia, prácticas que son simuladas en el programa Matlab de una

manera gráfica a través de bloques en Simulink.

Igualmente se desarrolló el blog que contiene toda la información referente al

manual; es un blog interactivo, que permite al estudiante resolver inquietudes en un

ambiente cómodo para el aprendizaje.

En el blog se encuentra el link de descarga del documento del manual en formato

PDF, además del instalador del software Matlab, también ejercicios con relación a

las asignaturas de la Carrera de Ingeniería Eléctrica.

En el blog la información de cada ejercicio es más amplia, el mantenimiento del

mismo es realizado con frecuencia, los usuarios tienen la posibilidad de realizar

consultas y enviar comentarios sobre toda la información publicada.

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Conclusiones

En el contenido desarrollado del manual se puede observar los circuitos de

electrónica de potencia, que son simulados utilizando en su programación los

bloques de las librerías de Simulink especializadas en Electrónica de Potencia, con

lo cual se reafirman los conocimientos adquiridos en clases teóricas.

Los proyectos eléctricos del manual que se encuentran simulados en Matlab, ya

pueden ser desarrollados físicamente, porque en Simulink ya fue realizado el

estudio de prueba y error de cada uno de los ejercicios, que están basados en el

análisis documental realizado.

La presentación de todos los resultados de simulaciones tienen diferentes

formas de visualización, algunos resultados son gráficos, otros son numéricos y

también existen los resultados implícitos.

Utilizando redes sociales se difundió el blog que proporciona información digital,

además puede ser observado desde distintas plataformas como son: Android, Ios,

Windows y Mac, gracias al internet la información puede ser descargada y luego

analizada ya sin conexión a la red.

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Recomendaciones

Es recomendable para el usuario tener conocimientos sólidos de temas

referentes a la Electrónica de Potencia por lo menos en la parte teórica, por que

deberá conocer la mayoría de elementos que se encuentran en funcionamiento en

los ejercicios del Manual.

Es recomendable realizar un análisis visual de los resultados obtenidos de cada

uno de los ejercicios y comparar con los resultados de la teoría, para que los

conocimientos adquiridos faciliten el comprender simulaciones más complejas

realizadas en Matlab.

La carrera cuenta con un laboratorio de computación que debería ser más

utilizado para realizar prácticas con las herramientas de simulación, esto ayudara a

promover la utilización de simulaciones para diferentes asignaturas que son

dictadas en la carrera de ingeniería eléctrica.

Es recomendable utilizar el blog como herramienta de consulta, juega un papel

importante en el estudio de la asignatura, por que proporciona información relevante

que va de acuerdo al silabo de Electrónica de Potencia.

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Referencias

Ahlersten, K. (2012). Una Introducción a Matlab. Krister Ahlersten & bookboon.com.

Arellano, M. A. (2013). Matlab y Simulink para Ingeniería.

Beale., M. H. (2018). Neutral Network Toolbox User´s Guide.

Boylestad, R. (2009). Electronica: Teoria de circuitos. Mexico: Perarson Educación.

Chaturvedi, D. K. (2010). Modeling and Simulation of Systems Using Matlab and Simulink.

Taylor and Francis Group, LLC.

Gainesville. (1993). Matlab Primer. Kermit Sigmon.

Hart, D. W. (2001). Introducción a la Electrónica de Potencia. Madrid: Ed: Prentice Hall.

Higham, D. J. (2017). Matlab Guide. the Society for Industrial and Applied Mathematics.

Karris, S. T. (2004). Circuit Analysis I with Matlab Applications. Orchard Publications.

MathWorks. (2011). Matlab Programming Fundamentals.

MathWorks. (2014). Matlab. Recuperado el 2014, de www.mathworks.com

MathWorks. (2018). Matlab Graphics.

Mohan, N. (2003). Power Electronics Converters Application. Ed. John Wiley & Sons, Inc.

Moore, H. (2007). Matlab para Ingenieros. pearson Prentice Hall.

Müller, W. (2004). Electrotecnia de potencia. Alemania.

Rashid, M. H. (2004). Electrónica de Potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones.

México: Ed: Pearson - Prentice Hall.

Sadiku, M. N. (2006). Fundamentos de Circuitos Electricos. España.

Xue, D. (2016). Scientific Computing with Matlab. Taylor & Francis Group, LLC.

Zill, D. G. (2009). Ecuaciones Diferenciales. Cengage Learning.

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Anexos

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Anexo 1. Portada principal del Manual.

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Anexo 2. Contra portada del Manual.

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Partes principales de los contenidos del manual

Anexo 3. Parte 1.

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Anexo 4. Parte 2.

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Anexo 5. Parte 3.

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Anexo 6 Silabo de Electrónica de Potencia.

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Anexo 7. Sitio Web (blog)

Lugar en internet donde se encuentran muchos más ejercicios y aplicaciones de Matlab, periódicamente será realizado

mantenimiento de la página.

https://manualdematlab2014a.site123.me/

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Anexo 8. Criterios de Docentes de Electrónica de Potencia.

Msc. Pablo Méndez (Ex docente de la UTN)

¿Usted ha impartido la asignatura de Electrónica de Potencia?

Sí.

¿Por cuantos años dicto la asignatura de Electrónica de Potencia?

De 5 años

¿Qué recomendaría incluir en el manual de Matlab desde su punto de

vista?

Una guía de prácticas de acuerdo con el silabo de la materia

¿Qué complejidad debería tener un manual de Electrónica de Potencia?

Complejidad media a alta, basada en la programación de la asignatura

¿Qué tan difícil es dictar Electrónica de Potencia sin una plataforma para

simular?

No se contaba con un laboratorio de EP, por lo que la simulación es yna

herramienta básica en el proceso enseñanza aprendizaje

Msc. Ricardo Araguillin (Ex docente de la UTN)

¿Usted ha impartido la asignatura de Electrónica de Potencia?

Sí.

¿Por cuantos años dicto la asignatura de Electrónica de Potencia?

1 año

¿Qué recomendaría incluir en el manual de Matlab desde su punto de

vista?

Conversores estáticos ac/ ac, ac/dc, dc/dc, dc/ac. Aplicaciones prácticas.

¿Qué complejidad debería tener un manual de Electrónica de Potencia?

Nivel de conocimiento intermedio, nivel de complejidad intermedio; que

permita al estudiante comprender el funcionamiento de los dispositivos

electrónicos de potencia, realizar simulación, desarrollar habilidades de

evaluación y análisis las experiencias.

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¿Qué tan difícil es dictar Electrónica de Potencia sin una plataforma para

simular?

Complejo, la materia requiere sólidos conocimientos de materias anteriores

Recomendación: Te recomiendo que hagas una encuesta usando

formularios de google. Que hagas encuestas a profesores, estudiantes

que tomaron la materia (énfasis en quienes reprobaron) y también a

próximos estudiantes que son los que van a usar el manual y saber que

conocimientos previos tienen, poner mucho énfasis en ellos ya que son

quienes van a usar el manual.

Ing. Claudio Otero (Docente de la UTN)

¿Usted ha impartido la asignatura de Electrónica de Potencia?

Si lo hice, por algún tiempo.

¿Por cuantos años dicto la asignatura de Electrónica de Potencia?

Durante dos años, dicte la asignatura de Electrónica de Potencia (E.P), el

semestre que debía impartir clases, el Director de carrera me dijo tenemos

un manual de un alumno que está realizando la tesis sobre E.P

¿Qué recomendaría incluir en el manual de Matlab desde su punto de

vista?

En principio el contenido del manual debe corresponder con el sílabo de la

asignatura.

¿Qué complejidad debería tener un manual de Electrónica de Potencia?

La complejidad recae cuando los estudiantes no tienen conocimientos

sólidos previos al estudio de la asignatura E.P

¿Qué tan difícil es dictar Electrónica de Potencia sin una plataforma para

simular?

Yo, cuando recién llegue a la Carrera, el Msc. Pablo Méndez coordinador

de carrera para esa fecha, me dijo “toma el manual con los temas referentes

a electrónica de potencia y mira si esto sirve”, desde mi punto de vista el

manual me sirvió mucho para impartir la catedra de la cual desconocía

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muchas cosas, pero con la guía del manual hacia más fácil y dinámica las

clases de Potencia con los chicos (estudiantes), la dificultad era no contar

con un laboratorio donde los estudiantes puedan realizar las simulaciones

y mirar el mismo instante lo teórico con lo práctico, a pesar de eso sí

realizamos muchos ejercicios simulados en el programa Matlab.

Nota: Es de gran ayuda una guía que indique paso a paso todo sobre las

simulaciones que se requiere dar a conocer.